Составители:
28
8. Термическая обработка углеродистых сталей
8.1. Цель работы
Ознакомиться с технологическим процессом термической обработки и
получить практические навыки проведения закалки и отпуска углеродистых
сталей.
8.2. Приборы, материалы и инструмент
Для проведения работ необходимо иметь: муфельную печь, закалочный
бак с водой, закалочный бак с маслом, твердомер Роквелла, образцы
углеродистой стали, клещи, штангенциркуль, шлифовальную
шкурку.
8.3. Теоретическая часть
В соответствии с назначением различают следующие виды термической
обработки стали:
- отжиг;
- закалка;
- отпуск.
Отжигом называется нагрев стали до температуры выше фазовых
превращений с выдержкой при данной температуре и последующем
медленном охлаждении (с печью). При этом образуется устойчивая
(равновесная) структура. Отжиг стали производится с различными
целями:
для снятия напряжений после ковки и сварки, для уменьшения твердости и
улучшения обрабатываемости инструментов. Отжиг, при котором сталь
охлаждается на воздухе, называется нормализацией. Вследствие того, что
нормализация является более производительной операцией, требующей
меньших производственных площадей, меньших затрат рабочей силы и
оборудования, она в настоящее время имеет большее распространение, чем
полный отжиг.
Под закалкой стали понимается термическая обработка, состоящая в
нагреве стали до температуры на 30-50°С выше линии GS (для
среднеуглероди-стой доэвтектоидной стали), т.е А
сз
+ (30-50°С) или выше
линии PSK (для высокоуглеродистой заэвтектоидной стали), т.е. +(30-50°С)
(рис. 8.1).
В зависимости от скорости охлаждения углеродистой стали могут
получаться различные структуры. Если скорость охлаждения стали
небольшая -порядка 1°/мин, то образуется перлит (НВ 1500 МПа).
Увеличение скорости охлаждения приводит к образованию более
дисперсных структур - сорбита и троостита. Сорбит получается при
скорости охлаждения около 10 %. Его твердость НВ 2500 МПа. При большей
скорости охлаждения образуется троостит с твердостью НВ 4000 МПа.
Структуры перлита, сорбита и троостита возникают в процессе распада
аустенита:
y Fe(c) -> a Fe(c) + Fe
3
C и отличаются друг от
друга степенью дисперсности цементита и феррита.
При скорости охлаждения выше Vкр происходит превращение
аустенита в мартенсит
8. Термическая обработка углеродистых сталей 8.1. Цель работы Ознакомиться с технологическим процессом термической обработки и получить практические навыки проведения закалки и отпуска углеродистых сталей. 8.2. Приборы, материалы и инструмент Для проведения работ необходимо иметь: муфельную печь, закалочный бак с водой, закалочный бак с маслом, твердомер Роквелла, образцы углеродистой стали, клещи, штангенциркуль, шлифовальную шкурку. 8.3. Теоретическая часть В соответствии с назначением различают следующие виды термической обработки стали: - отжиг; - закалка; - отпуск. Отжигом называется нагрев стали до температуры выше фазовых превращений с выдержкой при данной температуре и последующем медленном охлаждении (с печью). При этом образуется устойчивая (равновесная) структура. Отжиг стали производится с различными целями: для снятия напряжений после ковки и сварки, для уменьшения твердости и улучшения обрабатываемости инструментов. Отжиг, при котором сталь охлаждается на воздухе, называется нормализацией. Вследствие того, что нормализация является более производительной операцией, требующей меньших производственных площадей, меньших затрат рабочей силы и оборудования, она в настоящее время имеет большее распространение, чем полный отжиг. Под закалкой стали понимается термическая обработка, состоящая в нагреве стали до температуры на 30-50°С выше линии GS (для среднеуглероди-стой доэвтектоидной стали), т.е Асз + (30-50°С) или выше линии PSK (для высокоуглеродистой заэвтектоидной стали), т.е. +(30-50°С) (рис. 8.1). В зависимости от скорости охлаждения углеродистой стали могут получаться различные структуры. Если скорость охлаждения стали небольшая -порядка 1°/мин, то образуется перлит (НВ 1500 МПа). Увеличение скорости охлаждения приводит к образованию более дисперсных структур - сорбита и троостита. Сорбит получается при скорости охлаждения около 10 %. Его твердость НВ 2500 МПа. При большей скорости охлаждения образуется троостит с твердостью НВ 4000 МПа. Структуры перлита, сорбита и троостита возникают в процессе распада аустенита: y Fe(c) -> a Fe(c) + Fe3C и отличаются друг от друга степенью дисперсности цементита и феррита. При скорости охлаждения выше Vкр происходит превращение аустенита в мартенсит 28